CN1516529A - 电致发光管发光线及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电致发光管发光线。本发明的具体方案由至少一根金属或非金属导线作为场致发光线电场的线形中心电极，由发光粉和透明热塑性高分子聚合物、或合成树脂的混合物组成的发光层直接环绕涂敷或挤压在线形中心电极的外壁，再在线形发光层的外壁上，均匀环绕涂敷透光电极层，在透光电极层外，缠绕辅助电极，并在最外层包裹一透明聚合物层。透明热塑性聚合物或合成树脂材料有良好的绝缘和介电性能，用其混合发光粉后，使发光粉颗粒的外层形成绝缘介质包膜，该混合物组成的发光层，可直接包覆或涂敷在中心电极上，可省去绝缘介质涂层，从而省去了一道制作工序，降低了成本。本发明还提供上述发光线的生产方法。

Description

电致发光管发光线及其生产方法

技术领域

本发明涉及电致发光粉发光光源领域。尤其涉及一种柔性线状或管状发光体及其生产工艺。

背景技术

现有的电致发光粉发光线的结构及生产工艺，是在金属导电线轴向圆周的外壁，涂敷一层电绝缘介质，再在这层绝缘介质层的外壁，涂敷发光粉和粘结剂的混合物，然后再在发光粉和粘结剂混合层外壁溅射一层金属透明电极，由于发光粉和粘结剂混合层中的粘结剂部分挥发后会留下充满空气的孔隙，这些孔隙会减小光源的场致电容和形成微小的黑点，从而降低发光线的亮度。为了填充这些孔隙，一般采用一种透明填充液，在特种装置里，透过透明电极层，渗透并填充到孔隙中去，为了防止填充液从孔隙中再渗透或挥发出来，还要在透明电极层的外壁上，再涂敷一层硅油类的透明阻挡层。由于该发光线结构和制作工艺十分复杂，填充液的渗透质量和阻挡层的阻挡效果难以保证，这种发光线不仅成本高，造价昂贵，而且发光质量和效果也难以保证。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术存在的上述缺陷，在同等发光材料和条件下，提供一种结构和生产制作工艺简单实用，成本低、发光质量稳定可靠的发光线。

本发明进一步提供了一种采用非金属导线制作的电致发光线，该发光线相比现有的金属导线制作的发光线，更加柔软、抗拉、应用范围也更广泛。

本发明还进一步提供了一种金属或非金属软管制作的发光管，本发光管相比现有的由数根发光线并列组成的圆柱状发光体，轻便、柔软、发光面积大、成本低。

本发明产品的具体方案是由至少一根金属或非金属导线作为场致发光线电场的线形中心电极，由发光粉和透明热塑性高分子聚合物、或合成树脂的混合物组成的发光层直接环绕涂敷或挤压在线形中心电极的外壁，再在线形发光层的外壁上，均匀环绕涂敷透光电极层，在透光电极层外，缠绕辅助电极，并在最外层包裹一透明聚合物层。

透明热塑性聚合物或合成树脂材料具有良好的绝缘和介电性能，用其混合发光粉后，使发光粉颗粒的外层形成绝缘介质包膜，该混合物组成的发光层，可直接包覆或涂敷在中心电极上，其间可省去由无机材料钛酸钡粉组成的绝缘介质涂层，从而也省去了一道制作工序，降低了产品成本。

本发明的制作工艺，主要是发光层的涂敷工艺，以混合发光粉的功能高分子材料不同而分为两种：1)当发光粉和绝缘介电的透明合成树脂，如有机硅树脂或聚氨酯、环氧树脂混合物组成发光层时，该发光层需要经一次以上的用不同浓度的发光粉与合成树脂混合物及相应的配合剂组成的涂敷浆料的多次挤压涂敷，即上述涂敷浆料中的发光粉的浓度随涂敷的次数逐次降低。上述涂敷每次涂敷厚度10um左右，后一次涂敷层的发光粉能挤压填充进上一次涂层表面形成的凹形缝隙中，一次以上挤压涂敷后发光层里发光粉致密排列，剩余很少的孔隙又被热固和光固工艺处理后的高分子聚酯树脂或有机硅树脂的交联物填满；2)当发光粉和透明热塑性高分子聚合物混合组成发光层时，透明绝缘介电的热塑性聚合物与发光粉混合造粒，然后通过塑料挤塑机，直接挤敷在中心电极的导线上，厚度40um左右；以上两种混合材料和工艺制作的发光层，均具有绝缘介电性能，其表面能形成一平整、光亮、绝缘、介电的膜、电容和光亮度大幅提高。

本发明进一步提供了一种扩大发光面积的线形发光体的新结构和新工艺，要扩大线形发光体的发光面积，一般需要加大实心线形中心电极的直径，但实心线形中心电极直径加大，线形发光体的柔软性就会下降，重量也会大幅增加，线形发光体中心电极的直径增加是受限制的，也是有限度的，一般在2mm以下。将实心线形中心电极改为空心线形中心电极，即以金属或非金属导电软管作线形发光体的中心电极，就能制作出发光面积成倍提高、轻便柔软的管形发光体。

为提高管形发光体的柔软性，导电软管可采用金属软管、波纹管、单勾和双勾弹性电气护套管、金属或非金属导电丝线编织软管、导电塑料和导电橡胶软管、塑料镀金属膜软管。

在管形中心电极周围的外壁，环绕挤压涂敷由发光粉和透明合成树脂或包覆透明热塑性高分子聚合物的混合物组成的发光层，在发光层周围的外壁，环绕涂敷透光电极层。

在发光线和发光管透光电极层之中或外壁的轴向全长上，至少有一根细金属导电线作为辅助电极与透光电极接触，当辅助电极为两根以上金属导电线时，可同向螺旋或正反螺旋交叉缠绕在透光电极之中或其外壁上。组成本发明发光管的中心电极的金属或非金属导电丝线编织软管，可通过塑料挤塑机，包覆在聚合物软管中，在聚合物软管外壁上，再逐层环绕涂敷发光层、透光电极层。

组成本发明的发光层的发光粉可由无机物发光材料硫化锌和铜粉掺杂组成，也可由发光亮度更高的高分子有机发光材料，如聚烷基噻吩、聚对苯乙炔、聚烷基芴等组成。

本发明的发光线，发光管，轻便柔软，抗拉强度高，发光面积大，其生产工艺简单，可进行连续工业化生产，可广泛应用于装饰、广告、和工艺编织等领域。

附图说明

图1是以导线为中心电极的发光线芯体结构的轴向纵剖视图；

图2是以导线为中心电极的线状发光体结构的轴向纵剖视图；

图3是以导电软管为中心电极的线状发光体的轴向纵剖视图；

图4是以导电网管为中心电极的线状发光体的轴向纵剖视图；

图5是以数根非金属导电线平行或绞合组成中心电极的线状发光体的轴向纵剖视图；

图6是中心电极涂敷第一次由发光粉与聚氨酯树脂或有机硅树脂的混合物后轴向纵剖视面结构的放大图；

图7是中心电极通过二次或二次以上挤压涂敷发光粉与聚氨酯树脂或有机硅树脂的混合物后的轴向纵剖面结构的放大图；

图8是实施例5的涂敷方式示意图；

图9是排状发光体的平面纵剖视图；

图10是圆柱状发光体的径向剖面图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，所述的发光线芯体以金属导线或非金属导线1作为中心电极，在中心电极的外壁环绕覆盖一层发光粉6和透明高分子聚合物，或聚氨酯树脂或有机硅树脂7混合物组成的发光层2，在发光层2的圆周外壁上，环绕覆盖一层透光电极层3和在其上的缠绕的辅助电极4。如图2所示，在图1所示发光线芯体的基础上，在最外层包裹透明塑料PVC或EVA等聚合物组成的透明聚合物层5，形成线状发光体。

除以金属导线或非金属导线1作为中心电极外，还可以如图3所示，以金属或非金属导电软管8作为中心电极。

如图1所示，本实施例所述的辅助电极的缠绕结构中，包括至少两根辅助电极4螺旋缠绕在线形发光体透光电极层3的轴向圆周外壁上，两根辅助电极4呈正反交叉螺旋缠绕。采用这种辅助电极的缠绕方式，具有当一根辅助电极4受损折断，交叉电极可以确保整个辅助电极继续保持良好导通状态的效果。

实施例2

如图4所示，作为中心电极的导电软管，为金属丝线或非金属导电丝线10编织的导电网管，该编织导电网管的外层可直接逐次包覆发光层2，透光电极层3，组成发光管，也可以将编织网管10通过塑料挤塑机，用聚合物11覆盖导电编织管10，形成聚合物编织软管，在该管轴向圆周外壁再逐层包覆发光层2，透光电极层3，辅助电极4、透明聚合物层5。

实施例3

如图5所示，其中心电极由数根非金属导电线12平行或绞合组成。非金属导电线12之间由导电胶13相互粘结增加中心电极的导电性能，数根非金属导电线12组成的中心电极的外层逐层次涂敷发光层2，透光电极层3，缠绕辅助电极4，包覆透明聚合物层5，组成非金属中心电极发光线。

实施例4

实施例1所述的线状发光体的生产工艺如下：

1)将粒度小于20um硫化锌和铜粉掺杂后组成发光粉材料，将组成的发光粉材料6与透明聚氯乙烯7按重量50-65％∶50-35％的比例混合造粒

2)见步骤1)所形成的颗粒进入塑料挤出机，加热至140-175摄氏度塑化后经挤出机模头均匀挤敷在中心电极外壁上，厚度约为40um左右，经水冷或风冷，形成表面光滑致密的发光层2；

3)在发光层2的圆周的外壁环绕涂敷或覆盖一层透光电极3，在透光电极层3的外壁螺旋缠绕辅助电极4；

4)在最外层覆盖有透明塑料PVC或EVA等聚合物组成的透明聚合物层5。

上述生产方法的步骤1)中，以透明聚乙烯对苯二甲酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚砜或聚碳酸酯取代透明聚氯乙烯，按上述工艺也能得到相同的效果的发光层2。

实施例5

实施例1所述的线状发光体的另外一种生产工艺，具体步骤如下：

1)以发光粉材料与合成树脂材料混合组成发光层，如以发光粉与粘度10-150PaS透明、绝缘、介电的聚氨酯或有机硅树脂按重量45-70％：55-30％的比例混合，并加入适当配合剂，如固化剂、增塑剂、防老剂、稀释剂等，组成发光粉混合浆料。将发光粉浓度比例依次降低的发光粉混合物浆料，分别放入数个涂敷器内，不断搅拌，每个涂敷器内的发光粉颗粒的粒度也不相同，其次序也是依次从粗到细。

2)如图8所示，让作为中心电极的导线1或导电管8向右高速通过盛有发光粉与树脂混合物浆料的涂敷器的模口17时，中心电极的外壁与模口17之间窄小缝隙18，自然形成负压，使容器内的发光粉与合成树脂混合物浆料向膜口方向流动，发光粉与聚氨酯或有机硅树脂混合物2均匀挤压涂敷在中心电极1或8的外壁上形成发光层2。烘干后，进入下一个涂敷器进行涂敷，每次涂敷厚度为10um左右，最后形成光滑的发光层。具体过程如图6、7示。其中图6是在中心电极1圆周外壁上，涂敷一层由发光粉6和以聚氨酯树脂或有机硅树脂7的混合物后轴向纵剖视面结构的放大图。图中发光粉颗粒6排列松散，外壁凸凹粗糙。图7是发光粉和以上述树脂7的混合物，通过二次或二次以上挤压涂敷后的轴向纵剖面结构的放大图。图中发光粉颗粒6排列紧密，外壁圆润光滑，

3)在120-155摄氏度烘箱里经过60-300秒烘干后，发光粉之间的间隙被树脂固化后的透明、绝缘、介电的交联物填充；

4)在发光层2的圆周的外壁环绕涂敷或覆盖一层透光电极3，在透光电极层3的外壁螺旋缠绕辅助电极4；

5)在最外层覆盖有透明塑料PVC或EVA等聚合物组成的透明聚合物层5。

步骤2)中所述的合成树脂材料还可以是环氧树脂或丙烯酸树脂、或聚酰胺酰亚胺树脂，或聚酯树脂，采用这些合成树脂，并添加配合剂按上述工艺也能得到相同效果的发光层2。这种结构的发光层在中心电极1和透光电极3之间的交变电场中，电容和光能损失大幅减少，达到良好的发光效果。

实施例6

如图9所示，为发光体的结构示意图，该发光体由图1所示结构的数根发光线芯体16并排通过挤塑机、生产的排线状发光体。

实施例7

如图10所示，为另外一种发光体的结构示意图。该发光体由图1所示结构的数根发光线芯体16组成的发光体。其径向断面如同藕断面，其中心有一通孔15，圆周上均匀布置数个通孔14和发光线芯体16，该结构管状发光体，可省聚合物材料和整条发光管的重量。

Claims (10)

1、一种电致发光线芯体，包括柔性中心电极、发光层、透光导电层，其特征在于：中心电极(1)的外壁直接依次包覆发光层(2)、透光导电层(3)；发光层里的发光粉颗粒(6)由透明、绝缘、介电的热塑性高分子聚合物或合成树脂(7)包裹；透光导电层外壁缠绕辅助电极(4)。

2、按权利要求1所述的电致发光线芯体，其特征在于：所述的透明、绝缘、介电的热塑性高分子聚合物是聚氯乙烯、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚丙烯、聚苯乙稀、聚碳酸酯、聚砜；所述的合成树脂是透明、绝缘、介电的有机硅树脂聚氨酯、聚酯树脂、丙烯酸树脂或环氧树脂。

3、按权利要求1所述的电致发光线芯体，其特征在于：发光层里的发光粉为铜粉掺杂的硫化锌或有机物聚对苯乙炔、聚烷基噻吩、聚烷基芴。

4、按权利要求1所述的电致发光线芯体，其特征在于：中心电极为单根非金属导电线、或用导电胶粘接胶合的多根非金属导电线、或金属或非金属导电软管、或网管。

5、按权利要求1所述的电致发光线芯体，其特征在于：透光导电层外壁，至少有两根细导电线(4)作为辅助电极正反螺旋交叉缠绕。

6、一种权利要求1所述的发光线芯体的制作工艺，包括以下步骤：

1)将发光粉材料与透明、绝缘、介电的热塑性高分子聚合物混合造粒；

2)将步骤1)所形成的颗粒进入塑料挤出机，加热至140-175摄氏度塑化后经挤出机模头均匀挤敷在中心电极外壁上，经水冷或风冷，形成表面光滑的发光层(2)；

3)在发光层(2)的圆周的外壁环绕涂敷或覆盖一层透光电极(3)，并在透光电极层(3)的外壁螺旋缠绕辅助电极(4)。

7、一种权利要求1所述的发光线芯体的制作工艺，包括以下步骤：

1)将发光粉材料与合成树脂材料混合的液体浆料，放入两个或两个以上涂敷器内，不断搅拌，上述的涂敷器中的发光粉浓度依次降低；

2)让作为中心电极的导线(1)或导电管(8)高速通过盛有发光粉与合成树脂混合物浆料的涂敷器的模口(17)，进行挤压涂敷，烘干，并进入下一个涂敷器进行挤压涂敷；

3)在120-155摄氏度烘箱里烘干后；

4)在发光层(2)的圆周的外壁环绕涂敷或覆盖一层透光电极(3)，并在透光电极层(3)的外壁螺旋缠绕辅助电极(4)。

8、一种线状发光体，其特征在于：由权利要求1所述的线状发光线芯体外包覆一层透明聚合物层(5)形成。

9、一种排状发光体，其特征在于：由权利要求1所述的两根以上的发光线芯体并排并包覆一层透明聚合物形成。

10、一种藕棒状发光体，其特征在于：由权利要求1所述的两根以上的发光线芯体环形包覆一层透明聚合物而形成。

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